[發(fā)明專利]一種數(shù)控銑床橫梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及優(yōu)化設(shè)計(jì)的橫梁

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711205123.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108090252A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡伯陽(yáng);劉曉穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

1.一種數(shù)控銑床橫梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特點(diǎn)在于，包括：

步驟S10，建立優(yōu)化前橫梁模型；

步驟S20，對(duì)優(yōu)化前模型進(jìn)行靜力分析，獲得X、Y及Z方向的靜剛度；

步驟S30，對(duì)優(yōu)化前模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選取若干個(gè)實(shí)體單元進(jìn)行有限元分析，通過(guò)若干個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)定義實(shí)體單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)自由度；

步驟S40，在模型上加均布載荷，在橫梁底面兩端基礎(chǔ)面上以及螺栓孔采取全約束，將彎矩等效為兩組均布載荷、并施加在左右兩組受力塊的前部，進(jìn)行分析，獲得總應(yīng)力云圖；

步驟S50，依據(jù)步驟S40的分析，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；

步驟S60，保持橫梁原有的邊界條件、載荷值和加載方式不變，對(duì)橫梁進(jìn)行靜態(tài)分析；

步驟S70，將橫梁靜力分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元計(jì)算值進(jìn)行比較，驗(yàn)證模型的可行性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控銑床橫梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟S10中，在ANSYS中使用命令流方法進(jìn)行橫梁的三維實(shí)體建模。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控銑床橫梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述實(shí)體單元體通過(guò)20個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)定義。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控銑床橫梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟S50中，所述對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟包括：

步驟S51，減小橫梁結(jié)構(gòu)背面的壁厚；

步驟S52，減小橫梁結(jié)構(gòu)的拱形支撐板的壁厚；

步驟S53，將橫梁結(jié)構(gòu)的肋板選擇按照梯度減小進(jìn)行優(yōu)化。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)控銑床橫梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述肋板的厚度按每次遞減2mm的梯度減小進(jìn)行優(yōu)化，其厚度由18mm減小到10mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控銑床橫梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，依據(jù)步驟S70的比較結(jié)果，修改設(shè)計(jì)變量，生成新的優(yōu)化模型，再次進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

7.一種采用如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的橫梁，其特點(diǎn)在于，包括拱形支撐板(410)和設(shè)置在所述拱形支撐板(410)上的安裝座(420)；所述安裝座(420)一側(cè)的固定塊(450)內(nèi)相間設(shè)置有若干個(gè)肋板(430)和若干個(gè)窗格(440)；相鄰兩個(gè)肋板(430)之間通過(guò)大隔板(431)和小隔板(432)連接；所述大隔板(431)和小隔板(432)之間具有內(nèi)腔(433)；所述內(nèi)腔(433)與所述窗格(440)相貫通。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的優(yōu)化設(shè)計(jì)的橫梁，其特征在于，所述大隔板(431)的下端設(shè)置有第一邊(4311)和第二邊(4312)，所述第一邊(4311)和第二邊(4312)之間具有夾角A。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的優(yōu)化設(shè)計(jì)的橫梁，其特征在于，所述夾角A為230°～240°。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的優(yōu)化設(shè)計(jì)的橫梁，其特征在于，所述窗格(440)貫穿所述固定塊(450)的前面和后面。